DE3638986A1 - Verfahren und einrichtung zur beeinflussung des co-gehalts im abgas eines otto-motors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Beeinflussung des CO-Gehalts im Abgas eines Otto-Motors mit Vergaser.

Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen ist vorgeschrieben, daß ein bestimmter Kohlenmonoxyd-Anteil im Abgas eines Kraftfahrzeuges nicht überschritten werden darf. Dieser CO-Anteil kann bei Otto-Motoren mit Vergasern durch die Einstellung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Vergaser eingestellt werden. Da im allgemeinen der CO-Anteil im Abgas bei Leerlauf dem bei Teillast oder Vollast entspricht, könnte an sich unbedenklich eine Einstellung des Vergasers bei Leerlauf erfolgen. Es ist jedoch üblich zum Schutze der Außenwelt und aufgrund weiterer gesetzlicher Bestimmungen, die im Kurbelgehäuse entstehenden Durchblasgase der Motoransaugluft wieder zuzuführen. Zur Erzielung eines geeigneten Druckgefälles, um ein Absaugen der Durchblasgase bei jedem Betriebszustand zu erreichen, wird die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung in den Reinluftraum des dem Vergaser vorgeschalteten Luftfilters geführt (H. Buschmann, P. Koeßler; Handbuch für den Fahrzeugingenieur; 8. Auflage; 1973). Bei der Einstellung des CD-Anteils im Leerlauf ist dann, bedingt durch die kleine Luftansaugmenge, der Anteil der aus dem Kurbelgehäuse entweichenden Gase relativ hoch, so daß dadurch eine Anfettung des Luft-/Kraftstoffgemisches erfolgt und der CO-Wert erhöht wird. Die Durchblasgasmenge und damit auch der Anteil der brennbaren Gase hängt von der Art des Motors und der Laufzeit ab, infolgedessen kann der Anteil der brennbaren Gase an der angesaugten Luft so hoch werden, daß sich im Leerlauf der Vergaser nicht mehr oder nur schwer auf den vorgeschriebenen Wert einstellen läßt. Die CO-Einstellung im Leerlauf erfolgt daher meistens ohne Anschluß der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung an die Vergaseransaugleitung von der Reinluftseite des Filters. Eine genaue und der Realität entsprechende Einstellung des Vergasers ist deshalb nicht möglich, und der CO-Anteil im Abgas insbesondere im Leerlauf ist im tatsächlichen Betrieb höher als bei der Einstellung mit abgeklemmter Kurbelgehäuseentlüftungsleitung.

Das Ziel der Erfindung liegt daher darin, bei Otto-Motoren mit Vergasern, insbesondere im Leerlauf, eine genaue Einstellung zu ermöglichen und den CO-Gehalt im Abgas zu verringern.

Dieses Ziel wird erreicht durch ein Verfahren mit den folgenden Merkmalen:
die dem Kurbelgehäuse entweichenden Gase werden bei Teillast und Vollast direkt der dem Vergaser zuströmenden Reinluft von einem Luftfilter beigegeben und
bei Leerlauf über ein Aktivkohlefilter gereinigt und anschließend zusammen mit der Rohluft gefiltert.

Durch dieses Verfahren werden dann, wenn der Anteil der Durchblasgase an der angesaugten Luft einen bestimmten Wert übersteigt und daher zu einer Anfettung des Luft-/Kraftstoffgemisches und infolgedessen zu einem erhöhten CO-Anteil im Abgas führt, die Durchblasgase gereinigt, indem die Kraftstoffteilchen im Durchblasgas im Aktivkohlefilter gespeichert werden. Anschließend erfolgt noch eine zusätzliche Filtrierung zusammen mit der angesaugten Rohluft, so daß dadurch der im Abgas vorhandene CO-Anteil nur vom Luft-/Kraftstoffgemisch im Vergaser abhängt.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß ein niedriger CO-Anteil im Abgas möglich ist und die Einstellung des Vergasers schneller und genauer erfolgen kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Zufuhr der Kurbelgehäusegase zu dem Aktivkohlefilter durch den Unterdruck im Motorsaugrohr stromab der Vergaserdrosselklappe gesteuert. Durch diese Steuerung wird gewährleistet, daß bei erhöhter Teillast und Vollast in Abhängigkeit vom Motorsaugrohrunterdruck das Durchblasgas, wie an sich bisher üblich, direkt in die Reinseite des Luftfilters eingeleitet wird, da andernfalls möglicherweise ein nicht zulässiger Überdruck im Kurbelgehäuse entstehen würde, weil bei Vollast die Durchblasgasmenge beträchtlich ansteigt und zusätzlich das Aktivkohlefilter einen Widerstand bildet.

Da sich das Aktivkohlefilter durch die in dem Durchblasgas befindenden Kraftstoffteilchen nach und nach zusetzen würde, sieht eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens eine Reinigung des Aktivkohlefilters bei Teillast und Vollast vor, wobei insbesondere das Aktivkohlefilter durch einen Rohluftteilstrom zum Luftfilter gereinigt wird. Die sich im Aktivkohlefilter ablagernden Kraftstoffteilchen werden durch den Luftstrom aus dem Aktivkohlefilter herausbewegt und über den Luftfiltereinsatz zusammen mit der Reinluft dem Vergaser zugeführt, wobei Schmutzteile aufgrund des Luftfilters nicht in die Reinluft gelangen können. Bei Teillast und Vollast wirken sich die Kraftstoffteilchen in der Reinluft aufgrund ihres prozentual geringen Anteils an der angesaugten Luft nicht auf die Abgase aus.

Eine Einrichtung zur Durchführung des angegebenen Verfahrens weist folgende Merkmale auf:
ein Luftfiltergehäuse, in dessen Innenraum ein Luftfiltereinsatz angeordnet ist, der den Innenraum in einen Rohluft- und einen Reinluftraum trennt,
eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung, die über ein Ventil entweder mit dem Rohluftraum oder mit dem Reinluftraum verbindbar ist,
ein Aktivkohlefilter im Rohluftraum zwischen der Einmündung der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung und dem Luftfiltereinsatz und
eine Bohrung im Luftfiltergehäuse im Bereich des Aktivkohlefilters, um den Teilluftstrom durch das Aktivkohlefilter zu erlauben.

Bei dieser Einrichtung kann das Luftfiltergehäuse und der entsprechend angepaßte Luftfiltereinsatz jede gewünschte Form aufweisen. Als Aktivkohlefilter kann jedes handelsübliche Filter eingesetzt werden, wobei dies in dem Rohluftraum so anzuordnen ist, daß der durch die Bohrung strömende Teilluftstrom auf jeden Fall auf seinem Weg zu dem Luftfiltereinsatz durch das Aktivkohlefilter strömen muß, um dabei Gelegenheit zu erhalten, die in dem Aktivkohlefilter abgesetzten Kraftstoffteilchen mitzureißen. Als Ventil, das durch den Unterdruck in der Ansaugleitung zum Vergaser gesteuert wird, kann ein herkömmliches unterdruckgesteuertes Dreiwegeventil eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der begleitenden Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt schematisch die erfindungsgemäße Einrichtung.

In dem Luftfiltergehäuse 10 mit dem Luftansaugrohr 11 ist ein ringförmiger Luftfiltereinsatz 12 angeordnet, der den Innenraum des Luftfiltergehäuses 10 in einen Rohluftraum 14 und einen Reinluftraum 13 unterteilt. Der Reinluftraum 13 steht über ein Reinluftrohr 16 mit dem in der vorliegenden Zeichnung durch die Vergaserdrosselklappe 15 symbolisierten Vergaser in Verbindung, von dem das Motorsaugrohr 25 zu einem nicht dargestellten Motor führt. Die von dem ebenfalls nicht dargestellten Kurbelgehäuse kommende Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 19 ist über das Ventil 18 entweder mit der zum Reinluftraum 13 führenden Leitung 17 oder zu dem Rohluftraum 14 führenden Leitung 20 verbindbar. Von dem Ventil 18 führt eine Steuerleitung 21 in das Motorsaugrohr 25 stromab der Vergaserdrosselklappe 15, um ab einem gewissen Unterdruck die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 19 mit der Leitung 20 zu verbinden. Ein Aktivkohlefilter 22 ist im Rohluftraum 14 derart angeordnet, daß die über die Leitung 20 strömenden Durchblasgase vom Kurbelgehäuse auf ihrem Weg zum Luftfiltereinsatz 12 am unteren Ende des Aktivkohlefilters eintreten und im Bereich des oberen Endes 23 aus dem Aktivkohlefilter 22 austreten. In der Wand des Luftfiltergehäuses 10 ist im Bereich des Aktivkohlefilters ein Schirmventil 24 angeordnet, das einen nicht durch das Luftansaugrohr 11 fließenden Teilstrom in den Rohluftraum 14 erlaubt.

Bei Teillast und Vollast, d. h. bei geringem Unterdruck in dem Motorsaugrohr 25 werden die in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung sich befindenden Durchblasgase über das Ventil 18 und die Leitung 17 in den Reinluftraum 13 des Filtergehäuses 10 geführt und zusammen mit der Reinluft dem Vergaser zugeführt. Wenn der Unterdruck in dem Motorsaugrohr 25 einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wie es bei Leerlauf der Fall ist, so wird die Leitung 19 über das Ventil 18 mit der Leitung 20 verbunden und die Durchblasgase gelangen über das Aktivkohlefilter 22 in den Rohluftraum 14. Infolgedessen bleiben die Kraftstoffteilchen, die von den Durchblasgasen mitgerissen werden, in dem Aktivkohlefilter hängen, so daß keine Verfettung des sich durch den Vergaser ergebenden Luft-/Kraftstoffgemisches entsteht. Sinkt der Unterdruck wieder ab, so gelangen die Durchblasgase aus der Leitung 19 über das Ventil 18 und die Leitung 17 wieder in den Reinluftraum 13. Infolge des im Rohluftraum 14 bestehenden Unterdrucks öffnet das Schirmventil 24, so daß Rohluft von außen durch das Aktivkohlefilter in den Rohluftraum 14 gelangen kann. Dabei werden die in dem Aktivkohlefilter abgelagerten Kraftstoffteilchen aus dem Aktivkohlefilter entfernt und durch den Luftfiltereinsatz 12 dem Vergaser zugeführt. Mitgerissene Schmutzteilchen werden von dem Luftfiltereinsatz 12 zurückgehalten. In diesem Betriebszustand bewirken aufgrund der prozentualen Mengenverhältnisse die mitgerissenen Kraftstoffteilchen keine Verfettung des Luft-/Kraftstoffgemisches.

Durch dieses Verfahren und diese Einrichtung ist es somit möglich, auf einfache Weise den CO-Anteil im Abgas eines Otto-Motors zu verringern. Selbstverständlich muß das Aktivkohlefilter nicht unbedingt im Inneren des Luftfiltergehäuses 10 angeordnet sein, sondern kann auch jeden anderen geeigneten Platz außerhalb des Luftfiltergehäuses einnehmen, wobei es dabei einerseits von den Durchblasgasen und andererseits von einem Teilluftstrom durchströmt werden muß. Wichtig ist jedoch die Anordnung im Bereich der Rohluft, da eine Reinigung der aus dem Aktivkohlefilter austretenden Luft noch erfolgen muß.

• Bezugszeichenliste 10 Luftfiltergehäuse
  11 Luftansaugrohr
  12 Filtereinsatz
  13 Reinluftraum
  14 Rohluftraum
  15 Vergaserdrosselklappe
  16 Reinluftrohr
  17 Leitung
  18 Ventil
  19 Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
  20 Leitung
  21 Steuerleitung
  22 Aktivkohlefilter
  23 oberes Ende
  24 Schirmventil
  25 Motorsaugrohr

Claims (5)

1. Verfahren zur Beeinflussung des CO-Gehalts im Abgas eines Otto-Motors mit Vergaser bei dem die dem Kurbelgehäuse entweichenden Gase bei Teillast und Vollast direkt der dem Vergaser zuströmenden Reinluft von einem Luftfilter beigegeben und bei Leerlauf über ein Aktivkohlefilter (22) gereinigt und anschließend zusammen mit der Rohluft gefiltert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zufuhr der Kurbelgehäusegase zu dem Aktivkohlefilter (22) durch den Unterdruck im Luftansaugrohr zum Motor stromab der Vergaserdrosselklappe (15) gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Aktivkohlefilter (22) bei Teillast und Vollast gereinigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Aktivkohlefilter (22) durch einen Rohluftteilstrom zum Luftfilter gereinigt wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit
einem Luftfiltergehäuse (10), in dessen Innenraum ein Luftfiltereinsatz (12) angeordnet ist, der den Innenraum in einen Rohluft- (14) und einen Reinluftraum (13) trennt,
einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (19, 20, 21), die über ein Ventil (18) entweder mit dem Rohluftraum (14) oder mit dem Reinluftraum (13) verbindbar ist,
einem Aktivkohlefilter (22) im Rohluftraum (14) zwischen der Einmündung der vom Ventil (18) kommenden Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (20) und dem Luftfiltereinsatz (12) und
einem Ventil (24) im Luftfiltergehäuse (10) im Bereich des Aktivkohlefilters (22), um den Teilluftstrom durch das Aktivkohlefilter zu erlauben.